Revision Guide • Class 10-12 / JEE / NEET
टंगस्टन (W) - अणु रचना आणि रासायनिक गुणधर्म
By Periodic Table India
CBSE / JEE Prep Notes
- Tungsten - W - Atomic Structure - Periodic Trends - Physical Properties - d-block elements - Transition Metals
टंगस्टनची अणु रचना (W)
टंगस्टन (W), ज्याचा अणुअंक 74 आहे, एक d-खंडातील संक्रमण मूलद्रव्य आहे.
अणु मॉडेल तपशील
- अणुअंक (Z): 74 (एक उदासीन अणूमध्ये 74 प्रोटॉन आणि 74 इलेक्ट्रॉन दर्शवतो).
- सरासरी अणुवस्तुमान: 183.84 u.
- प्रोटॉन: 74
- इलेक्ट्रॉन: 74
- न्यूट्रॉन: त्याच्या सर्वात जास्त प्रमाणात आढळणाऱ्या समस्थानिकासाठी, W-184 साठी, न्यूट्रॉनची संख्या 184 - 74 = 110 आहे.
- अणू त्रिज्या (सहसंयोजक): अंदाजे 139 pm.
इलेक्ट्रॉन संरूपण
टंगस्टन (W) चे इलेक्ट्रॉन संरूपण त्याच्या अणु ऑर्बिटल्समध्ये इलेक्ट्रॉन्सच्या मांडणीचे वर्णन करते.
- राजवायू गाभा संरूपण: [Xe] 4f¹⁴ 5d⁴ 6s²
- कवचानुसार इलेक्ट्रॉन वितरण:
- K-कवच (n=1): 2 इलेक्ट्रॉन
- L-कवच (n=2): 8 इलेक्ट्रॉन
- M-कवच (n=3): 18 इलेक्ट्रॉन
- N-कवच (n=4): 32 इलेक्ट्रॉन (भरलेले 4s, 4p, 4d, 4f ऑर्बिटल्स)
- O-कवच (n=5): 12 इलेक्ट्रॉन (5s², 5p⁶, 5d⁴)
- P-कवच (n=6): 2 इलेक्ट्रॉन (6s²)
- हे वितरण (2, 8, 18, 32, 12, 2) आतल्या कवचापासून बाहेरच्या कवचापर्यंत इलेक्ट्रॉन कसे भरले जातात हे दर्शवते.
आवर्ती प्रवृत्ती
टंगस्टनचे आवर्त सारणीतील स्थान (गट 6, आवर्त 6, d-खंड) त्याचे आवर्ती गुणधर्म ठरवते.
आयनीकरण एन्थाल्पी (IE)
- पहिली आयनीकरण एन्थाल्पी: अंदाजे 770 kJ/mol.
- प्रवृत्तीचे स्पष्टीकरण: संक्रमण धातू असल्यामुळे, टंगस्टनची आयनीकरण एन्थाल्पी s-खंडातील मूलद्रव्यांपेक्षा तुलनेने जास्त असते कारण त्याचा अणुगर्भीय प्रभार जास्त असतो आणि अणूचा आकार लहान असतो. भरलेल्या 4f ऑर्बिटल्समुळे अपुरे परिरक्षण (poor shielding) होते, ज्यामुळे अणुगर्भीय प्रभार प्रभावीपणे वाढतो (लँथनॉइड संकोचन प्रभाव). यामुळे 5d मालिकेतील त्याच्या हलक्या समजातीय मूलद्रव्यांच्या तुलनेत त्याची आयनीकरण ऊर्जा अधिक वाढते.
विद्युतऋणता
- पॉलिंग स्केल विद्युतऋणता: अंदाजे 2.36.
- प्रवृत्तीचे स्पष्टीकरण: टंगस्टन हे अधिक विद्युतऋण संक्रमण धातूंपैकी एक आहे. त्याची तुलनेने उच्च विद्युतऋणता d-खंडातील त्याच्या स्थानाशी सुसंगत आहे, जिथे वाढलेला अणुगर्भीय प्रभार आणि d आणि f इलेक्ट्रॉन्सद्वारे अपुरे परिरक्षण सामायिक इलेक्ट्रॉन्सच्या आकर्षणाला वाढवते.
इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थाल्पी (EGE)
- मूल्य: धातूंसाठी साधारणपणे सकारात्मक किंवा शून्याच्या जवळ असते. टंगस्टनसाठी विशिष्ट मूल्ये सामान्यतः नोंदवली जात नाहीत कारण ते सहजपणे इलेक्ट्रॉन स्वीकारून आयन (anions) बनवत नाही.
- प्रवृत्तीचे स्पष्टीकरण: धातूंना साधारणपणे सकारात्मक इलेक्ट्रॉन ग्रहण एन्थाल्पी असते, म्हणजे तटस्थ वायू अणूमध्ये इलेक्ट्रॉन जोडण्यासाठी ऊर्जा आवश्यक असते. कारण धातू इलेक्ट्रॉन गमावण्याची प्रवृत्ती ठेवतात, मिळवण्याची नाही.
अणू त्रिज्या
- सहसंयोजक अणू त्रिज्या: अंदाजे 139 pm.
- प्रवृत्तीचे स्पष्टीकरण: टंगस्टनच्या अणू त्रिज्येवर लँथनॉइड संकोचन (lanthanoid contraction) चा प्रभाव असतो. 4f इलेक्ट्रॉन्सच्या कमकुवत परिरक्षण प्रभावामुळे, बाहेरील इलेक्ट्रॉन्सवर प्रभावी अणुगर्भीय प्रभार लक्षणीयरीत्या वाढतो. यामुळे 5d संक्रमण मालिकेतील मूलद्रव्यांच्या अणु आणि आयनिक त्रिज्येमध्ये संकोचन होते, ज्यामुळे टंगस्टनची अणू त्रिज्या मोलिब्डेनम (4d मालिकेतील त्याचे सजातीय मूलद्रव्य) च्या तुलनेत बरीच समान होते, गटात खाली जाताना अपेक्षित असलेल्या लक्षणीय वाढीऐवजी.
प्रमुख भौतिक गुणधर्म
टंगस्टन अनेक अद्वितीय आणि अत्यंत भौतिक गुणधर्म दर्शवतो.
- घनता: 19.25 g/cm³ (सर्वात जास्त घनता असलेल्या मूलद्रव्यांपैकी एक).
- प्रमाण तापमान आणि दाब (STP) वरील अवस्था: घन.
- रंग: चमकदार, चांदी-पांढरा ते राखाडी धातू.
- द्रवणांक: 3422 °C (सर्व मूलद्रव्यांपैकी सर्वाधिक द्रवणांक).
- उत्कलनांक: 5930 °C (मूलद्रव्यांमध्ये सर्वाधिक उत्कलनांकांपैकी एक).